智能PID控制器在电厂热工过程控制中的应用分析

李昌盛

摘 要：本文介绍了智能PID控制器的含义，并重点阐述了在电厂热工过程控制中的运用策略，通过控制锅炉水位、过热汽温系统、单元机组负荷控制、磨煤机控制等几方面，充分展示现智能PID控制器的优势，旨在提升电厂热工过程控制工作效率，促进企业可持续发展。

关键词：智能PID控制器；电厂；热工过程控制；应用分析

近几年，我国计算机技术快速发展，很多企业生产中都实现自动化、智能化，电厂热工过程控制中，智能PID控制器，将专家系统、模糊控制和神经网络和传统PID控制技术有效融合，加强热工控制精准性，转变传统控制中锅炉水位不稳和不准确等问题，智能PID的运用可以提升企业工作效率，促进电厂热工过程控制的发展。

1 智能PID控制器的介绍

智能PID控制是将智能控制和传统控制统一，主要指模糊控制、专家系统、传统PID控制和神经网络充分结合，将人工智能加入到传统PID中，使电厂热工工作中的控制比传统控制更加便捷和科学。首先，专家PID控制是利用多名专家的经验和知识，对设备工作中出现的误差进行辨别，掌握控制设备工作过程中的特点，智能控制P、I、D数据，将其参数调整到最佳工作曲线。其次，模糊PID控制器。运用知识库中模糊推理的作用，计算出控制信号，该控制器和传统PID控制器有同样的结构，利用先输入后输出原则，另外非线性特点也一样。模糊PID控制器主要包括PD控制器和PI控制器等，每种控制器都有不同的输入和输出形式。最后，神经网络和传统PID控制器结合。神经网络主要是对控制信号不断进行调试，不同的信号之间可以利用神经网络互相切换，最终找出最合理的P、I、D参数转换信号。神经网络和传统PID的结合，主要使用函数映射能力在多种变量控制系统中运用。神经网络PID控制设备有两种，其中最重要的是单神经元模型构建PID控制设备，对神经元系统的輸入有误差积累和误差等，和PID中控制的积分、比例等各种权系数分别检查。随着控制对象和周边环境的变化，技术人员要根据系统中学习算法法则，改变神经网络控制权系数。神经网络自适应PID控制设备主要对传统PID进行设置，和预测控制共同使用，提升设备适应能力，电厂热工过程中一旦控制设备和环境发生变化，就可运用控制系统中的各种性能指标，更改神经网络控制器中的参数。神经网络和传统PID的结合，提升设备工作中抗干扰能力，最终实现自动化控制。

2 智能PID控制器在电厂热工过程控制中的应用分析

2.1 锅炉水位系统的控制

电厂热工过程控制中，锅炉水位控制很重要，工作中水位运行不稳定，并且水位数据的显示具有延迟性，经常会出现虚假水位情况。传统的控制系统是利用建立数学模型，在PID中设置参数，这种形式不能改变锅炉中水位系统控制缺陷，热工机组运行过程中一旦发生突发情况，很难及时调整，不能得到良好的控制。智能PID控制器在此处的运用，和模糊控制结合，对锅炉内水位数据进行调整。我国目前对智能PID控制器的研究处于理论和试验过程，还没有大量投入使用。利用对理论和仿真实验表明，我国智能PID已经具备良好的控制条件，可以实现热工过程控制自动化，提高电厂生产效率。现在已经有很多电厂使用智能PID控制器控制锅炉水位系统，逐渐促进PID控制技术的成熟。

2.2 过热汽温系统的控制

电厂内部热工过程控制中，过热汽温系统工作变化会随着控制器运行的状态产生变化，过热汽温系统工作中有时间滞后性和惯性的特点，控制器的帮助下可以对过热汽温系统进行良好的控制，另外还可使PID控制器适合机组运转，可运用专家系统、模糊控制和PID控制融合的形式，对过热汽温系统进行控制。工作中一旦主汽温偏差较大，控制器会结合设备运转情况进行科学调整，其中可运用模糊控制降低其他因素对过热汽温系统的干扰，加强机组控制系统的灵活性，实现零时间反应。一旦主汽温偏差较小，专家系统就会根据情况自行调整，最终确定P、I、D参数，保证设备运行的稳定和控制器的精准性，适应现在电厂热工过程控制的需求。

2.3 单元机组负荷控制系统

机组工作中，受单元机组负荷控制系统控制，该系统工作中有不确定性和时变性等特征，具有很多变量，所以专家系统难以建立适合的数学模型，如果运用传统PID控制器，很难和设备融合，工作中效果不明显。根据火电单元机组负荷控制系统控制设备的特征和神经元的特点，已经设计出更适合的控制器，如机跟炉和炉跟机。这两种控制器都能很好的融合神经元模型，经过实验表明，将学习参数快速调整至平衡数值，加强控制力度。非模型和神经元等模糊控制法相融合，在单元继续符合控制器中，加强对设备控制的适应。

2.4 磨煤机控制

电厂热工过程中磨煤机经常处于延迟时间长、输出大等特点，动态特点随工作情况有不同的变化。智能PID的运用可以有效的提升磨煤机控制系统稳定性和科学性。其中直吹式中速磨煤机运用神经网络建立适应的输出和输入数据信息，运用预测控制技术实现对热风和冷风的控制。模糊PID控制系统可以减小测量误差和降低小开度时风挡板漏风等情况。

3 结论

随着科技的发展，电厂热工过程控制中逐渐变得自动化和智能化，智能PID的运用提升了控制的精准度，控制技术逐渐完善，运用范围不断加大。根据控制机组的特点，智能PID控制器可以对设备准确控制，我国应该加大科研力度，加深对智能PID控制器的研究和生产，促进相关企业生产力的增加。

参考文献：

[1]赵鑫.电厂热工过程控制中智能PID控制器的应用研究[J].民营科技，2018（09）：62.